化學是一們應用物理的實作科學.pdf

教育部 第43屆2011土耳其國際化學奧 匹亞競賽 緻實作個別輔導成長營講義 緻實作個別輔導成長營講義 100 6月月7日至日至100 7月月4日日 邁入第廿週 邁入第廿週 43rdInternational Chemistry Olympiad Ankara Turkey July 9 18 2011 方泰山教授編著 教育部中教司主辦 國 台灣師範大學化學系所承辦 方泰山教授編著 教育部中教司主辦 國 台灣師範大學化學系所承辦 中華民國中華民國100 月 月 化學 是一們應用物 的實作科學 化學 是一們應用物 的實作科學 目 Part A 壹 緒 壹 緒 台灣化奧台灣化奧20th熵學院學 麼熵學院學 麼 貳 我國學生的科貳 我國學生的科 化化 學文化特質 精緻實驗計畫內容及實施方式 學文化特質 精緻實驗計畫內容及實施方式 Part B 壹 微 化學與壹 微 化學與CHEM STUDY化學影集 貳 定性與定 分吸化學 有機化學基本實驗技能 化學影集 貳 定性與定 分吸化學 有機化學基本實驗技能 Part A 目 Part A 目 壹 緒 壹 緒 台灣化奧台灣化奧20th熵學院學 麼熵學院學 麼 貳 我國學生的科貳 我國學生的科 化化 學文化特質 精緻實驗計畫內容及實施方式 學文化特質 精緻實驗計畫內容及實施方式 Part B 目 Part B 目 壹 微 化學與壹 微 化學與CHEM STUDY化學影集 貳 定性與定 分吸化學 有機化學基本實驗技能 化學影集 貳 定性與定 分吸化學 有機化學基本實驗技能 壹 緒 壹 緒 台灣化奧台灣化奧20th熵學院學 麼熵學院學 麼 化學是一門應用物 的實驗 作 科學 化學是一門應用物 的實驗 作 科學 方泰山教授方泰山教授 F自由自由 T平衡平衡S动 动 http icho chem ntnu edu tw Chinese EasternChinese Eastern Culture is an Art Culture is an Art 中華中華中華中華 東方東方東方東方 文化是文化是文化是文化是 昇華到藝術昇華到藝術昇華到藝術昇華到藝術 Western Culture is a State of Art Western Culture is a State of Art 西方西方西方西方 文化是文化是文化是文化是 由科學到藝術由科學到藝術由科學到藝術由科學到藝術 The Academy of Energy The Academy of Energy 0 0 守恒守恒守恒守恒 and and 1 1 自發自發自發自發 Entropy Entropy 能趨疲能趨疲能趨疲能趨疲 很臭屁很臭屁很臭屁很臭屁 能源和熵能源和熵能源和熵能源和熵的學術的學術的學術的學術 2009 大考中心成 大考中心成 20周 也正是科學學術文化 頭英 國劍橋大學建校八百 周 也正是科學學術文化 頭英 國劍橋大學建校八百 大英大英 米米 字國旗圖騰所象徵雙十字成 正交配對 字國旗圖騰所象徵雙十字成 正交配對 2即即A T與與G C 生命科學演化 祖師爺生命科學演化 祖師爺 達爾文達爾文 Charles Robert Darwin 誕生誕生200週 週 人矚目的是教育 部宣布 人矚目的是教育 部宣布2009 九月上小一的小朋友 將可 免考試 免 學費 上高中職 九月上小一的小朋友 將可 免考試 免 學費 上高中職 12 一貫的義教鋪 一貫的義教鋪 2 Chinese EasternChinese Eastern Culture is an Art Culture is an Art 中華中華 東方東方 文化是文化是 昇華到藝術昇華到藝術 Western Culture is a State of Art Western Culture is a State of Art 西方西方 文化是文化是 由科學到藝術由科學到藝術 The Academy of Energy The Academy of Energy 0 0 守恒守恒 and and 1 1 自發自發 Entropy Entropy 能趨疲能趨疲 很臭屁很臭屁 能源和熵能源和熵的學術的學術 壹 緒 壹 緒 台灣化奧20th熵學院學 麼 台灣化奧20th熵學院學 麼 化學是一門應用物 的實驗 作 科學化學是一門應用物 的實驗 作 科學 方泰山教授方泰山教授 F自由自由 T平衡平衡S动力动力 http icho chem ntnu edu tw 壹壹 Introduction 2009 大考中心成 20周 也正是科學學術文化 頭英國劍橋大學建校八百 大英 米 字國旗圖騰所象徵雙十字成正交配對 2 即A T與G C 生命科學演化 祖師爺 達爾文 Charles Robert Darwin 誕生200週 人矚目的是教育部宣布2009 九月 上小一的小朋友 將可 免考試 免學費 上高中職 12 一貫的義教鋪 2 複雜系統簡單化 複雜系統簡單化 n n相位焦踞相位焦踞單1單1相位 相位 mass phaseass phasex x相位 相位 能 能 Zero E kT mC h h Cx x nm S 空間空間One 2 x Visible light 建築物 人螞蟻針孔灰塵 病毒蛋白質原子原子核 波長頻 物種 Interconversion of Energy and Entropy 由由0到到1 的相对论的相对论 k 13 8 x 10 j Kh 6 626 x 10 j s s K 2 0827 x 10 24 34 10 http www a 重 和 子 讓宇宙自 無中生有 這是宇宙和人 存在的原因英國物 學家霍 暢談他的新書 大計畫 Grand Design 圓周運動 簡諧運動與波的產生 由由0到到1 的互動的互動 Spontaneous broken symmetry The world of this pencil is completely symmetrical All directions are exactly equal But this symmetry is lost when the pencil falls over Now only one direction holds The symmetry that existed before is hidden behind the fallen pencil 生活中的自發破缺對稱生活中的自發破缺對稱 以筆尖 於桌面的鉛筆 呈現完美對稱 其 自所有方向的能 應都相 等 但鉛筆終究會倒下 此時對稱就被破壞 換 話 鉛筆倒下後達到較 穩定的 態 能 能 Zero In term of the Spinning Pencil 空間空間 One In term of the Laying pencil 0 Energy 壹壹 1 Etropy Theory 想 Reality 實際 How big the Entropies 國際 融 美國 化寬鬆 政策導致多國被迫增發貨幣 國際 融 美國 化寬鬆 政策導致多國被迫增發貨幣 火商火商 有多大有多大 The shutter speed of such a camera must be extremely high since molecules are very small about 10 9m and move extremely rapidly 1 000 m s The Nobel Prize in Chemistry 1999 for his studies of the transition states of chemical reactions using femtosecond spectroscopy Ahmed H Zewail Egypt and USA California Institute of Technology Pasadena CA USA 微觀微觀 因研究極 速 因研究極 速 飛秒飛秒 10 S 獲獲1999 貝爾獎 科學的過程與方法 貝爾獎 科學的過程與方法 15 微觀微觀 全球最小9 米記憶體 一平方公分大 儲存一座圖書 全球最小9 米記憶體 一平方公分大 儲存一座圖書 2010 12 15 記者湯佳 台 報導 未 五百 硬碟可能只有一 平方公分大 財團法人國家實驗研究院國家 米元件實 驗室 開發出全球最小的九 米超節能記憶體陣 晶 胞 記憶 比現 快閃記憶體增加二十倍 耗電 低 百倍 引起國際重視 目前可攜式3C產品 是 隨身碟 手機內的記憶卡或iPad的硬碟皆以三十二 米 的傳統快閃記憶體為主 二十二 米記憶體預估明 問世 但是快閃記憶體從二十二 米到十 米的微縮 技術卻遇到瓶頸 國家 米元件實驗室今 開發出全球最小的九 米 電阻式記憶體陣 晶胞 研發團隊 導人何家驊組長表 示 九 米電阻式記憶體晶胞是比 型 感病毒還要小 約一百倍的完美工藝 如果做成一平方公分的面積 可 容納超過五千億顆記憶晶胞 在指甲般大小的晶片 可以儲存一百小時的3D 體電影或一百萬張照片或十 萬首MP3歌曲或 百小時的 影片 相當於可以 儲存一個圖書館的文字資 何家驊 全球快閃記憶體的市場約有一兆元新 但是 台灣產值占 到一 他看好九 米記憶體可能在十 內取代快閃記憶體而成為記憶體的主 市場規模達 兆 只要台灣專 佈局得宜 有機會拿下全球十 也 就是約 千億元的市場 地科地科 化學 生物生物 科學的過程與方法科學的過程與方法 實作 實作 3 Laws of 3 Laws of Energy ThermodynamicsEnergy Thermodynamics 3 Laws of Entropy Newton s Laws What is the State of Art called Science 地質 海洋 氣象 天文 測 測 學術界有這一 複雜系統簡單化的名言學術界有這一 複雜系統簡單化的名言 物 是應用 學 而化學 是應用物 這是怎麼一回事 穿 物 是應用 學 而化學 是應用物 這是怎麼一回事 穿 學就是將 可 的 續 學就是將 可 的 續 空間空間 分割成可 的 續分割成可 的 續 子 子 再加以 輯 性建構 出各種高境界 樸 造型 的科學哲學 再加以 輯 性建構 出各種高境界 樸 造型 的科學哲學 也就是 是由沒有 品 質 也沒有 能 的 想 點 所組成 接 點 成一 空 間的線 線掃過空間成二 空間的面 面 掃過空間成三 空 間的 體 也就是 是由沒有 品 質 也沒有 能 的 想 點 所組成 接 點 成一 空 間的線 線掃過空間成二 空間的面 面 掃過空間成三 空 間的 體 3D 造型 延伸到多個個 相位 所謂 造型 延伸到多個個 相位 所謂 位位 能能 化的自然科學之母的 學 輯學化的自然科學之母的 學 輯學 點 加上品質以後把這個存 在空間的個體 點 加上品質以後把這個存 在空間的個體 即所謂的物體即所謂的物體 多方位 的 相位 或稱 長 像 造型 研究其造型能 多方位 的 相位 或稱 長 像 造型 研究其造型能 即道 即道 就成為物 學的範疇就成為物 學的範疇 個質 體和個質體之間的相對作用 可以分割或重新組合的造型變化那 就是化學 所以化學就是 個質 體和個質體之間的相對作用 可以分割或重新組合的造型變化那 就是化學 所以化學就是 探究探究 與與 解 解 物質造型變化的科 學 穿 附著在物質體的能 子 物質造型變化的科 學 穿 附著在物質體的能 子 電子電子 的轉移反應主導化學 現象的發生 這些也是一班人最怕的以 學與自然科學為學術化 的基礎科學 的轉移反應主導化學 現象的發生 這些也是一班人最怕的以 學與自然科學為學術化 的基礎科學 化學的脈絡與訣竅化學的脈絡與訣竅 化學引人入勝之處化學引人入勝之處 地球上 管是化學主 域的物質或物 學主 域的能 可用資源 一直在減少 然而卻有一樣東西 由於萬 物之 人 性的作功與互動 雖目前還 敢 是爆炸 性地增加 但卻 斷地快速增加 那就是 地球上 管是化學主 域的物質或物 學主 域的能 可用資源 一直在減少 然而卻有一樣東西 由於萬 物之 人 性的作功與互動 雖目前還 敢 是爆炸 性地增加 但卻 斷地快速增加 那就是 知 知 或叫做或叫做 資訊資訊 十七世紀物 學突破性 學 學 與 電學 電學 發展 促進 解 物質變化可以實作的 化學 大躍進 物 學基本上有二大 的趨動作用 1 帶有質 物體之間 的作用 叫作萬有引 應用在化學叫做質 作用 質 作用 2 帶有正電荷物體與負電荷物體之間的作用 叫作庫 作用 庫 作用 介在 者之間就叫做極化間作用 自然與科學 技術 社會自然與科學 技術 社會 Nature and Science Technology SocietyNature and Science Technology Society Into the matter Electrons and quarks are the smallest building blocks of all matter Elementary particles The Standard Model today It unifi es all the fundamental building blocks of matter and three of the four fundamental forces While all known matter is built with particles from the fi rst family the other particles exists but only for extremely short time periods To complete the Model a new particle is needed the Higgs particle that the physics community hopes to fi nd in the new built accelerator LHC at CERN in Geneva 分子原子原子核質子 中子夸克 The Standard Model and the four forces of NatureThe Standard Model and the four forces of Nature 因此 科學的過程與技能 可以 是教與學的 規 與 矩 大家都知道 日本的高中生大學入學考試 導學 習比我國有過之而 及 長 以 在日本為學術深造作 準備的高中教授化學 將化學生動 有趣 甚至於神奇 魔術化的現象 以大 的圖解巔覆傳統嚴謹制式公式化的 複雜 語言的化學微觀世界 讓人 解 化學 的科學 建構 翻開高中化學 一般 因此 科學的過程與技能 可以 是教與學的 規 與 矩 大家都知道 日本的高中生大學入學考試 導學 習比我國有過之而 及 長 以 在日本為學術深造作 準備的高中教授化學 將化學生動 有趣 甚至於神奇 魔術化的現象 以大 的圖解巔覆傳統嚴謹制式公式化的 複雜 語言的化學微觀世界 讓人 解 化學 的科學 建構 翻開高中化學 一般建構在 無機 與 有 機 的物種 以 分析 與 物 操作的四大化學 域 建構在 無機 與 有 機 的物種 以 分析 與 物 操作的四大化學 域 由實際看得 摸得著的的宏觀物 變化 巨細靡遺 將其通俗小 化 尤其將 者引進 如身 其境的 抽 象 的 由實際看得 摸得著的的宏觀物 變化 巨細靡遺 將其通俗小 化 尤其將 者引進 如身 其境的 抽 象 的微觀 原子 分子 子 與 米子 的科學世界 微觀 原子 分子 子 與 米子 的科學世界 換 話 本書以淺顯物 學家所建構的 原分子世界的 換 話 本書以淺顯物 學家所建構的 原分子世界的 物質 與 電荷 協和作用驅動 物質 與 電荷 協和作用驅動 建構 讓 者能瞭解且扣人心弦之多彩多姿化學變化的奧秘 建構 讓 者能瞭解且扣人心弦之多彩多姿化學變化的奧秘 經由 的創造 教育經由 的創造 教育 自然與人文社會的對話自然與人文社會的對話 The Creative Education through Math and Science EducationThe Creative Education through Math and Science EducationThe Creative Education through Math and Science EducationThe Creative Education through Math and Science Education 基礎教育與學術進展 基礎教育與學術進展 三 空間三 空間 實體實體 火商火商 第四 空間 第四 空間 時間時間 焓焓 第五 空間哲學 第五 空間哲學 博士博士 Ph D 第 感第 感 文藝創作 學文藝創作 學 資優資優 宗教 宗教 昇華昇華 英國英國 劍橋劍橋800 美國 美國 哈佛哈佛400 日本 日本 東京東京150 台灣 台灣 台大台大80 Physics Chemistry Earth Science Pointlized Nature Nature Biology Nature Nature Math 加成性加成性 Extensive and Linear Dimension 甲甲 A B 乙乙 相對性相對性 Relativity and Non Linear Dimension 甲甲A x B乙乙 輯 輯 Log Log 甲甲A x BA x B乙乙 輯 輯 Log Log 甲甲A 輯 Log BA 輯 Log B乙乙 賀賀 台大台大台大台大 擠進世界擠進世界擠進世界擠進世界 百大百大百大百大 生生生生 醫大躍進醫大躍進醫大躍進醫大躍進 人 科學活動的進展 人 科學活動的進展 1 science and spirituality 科学与冲劲科学与冲劲 2 water resources 水资源水资源 3 nuclear energy 核能核能 4 stem cell research 干细胞的研究干细胞的研究 5 GM foods 基因食品基因食品 6 mental health 精神健康精神健康 7 greenhouse gas emissions 温室气体的排放温室气体的排放 8 toxic waste remediation 毒废弃物的处 毒废弃物的处 9 gene patenting 基因图鉴基因图鉴 10 emerging diseases 致命疾病致命疾病 Weigh Up the Debate on the Current 10 Scientific Issues toward creative solution 地球村的十大面 的挑戰地球村的十大面 的挑戰 precise and accurate precise but not accurate Precision and accuracy in the laboratory and or field study 精 且 準 精 但 準 精 且 準 精 但 準 systematic error random error Precision and accuracy in the laboratory continued 系統誤差 隨機誤差 系統誤差 隨機誤差 位科學家發現單層石墨薄膜的方式十分有趣 因為 很簡 單 他們用膠帶黏住石墨薄片的 側 撕開膠帶 薄片也隨之 一分為二 斷重複這個過程 就可以得到越 越薄的石墨薄 片 而其中部分樣品即為僅由一層碳原子構成的單層石墨薄膜 位科學家發現單層石墨薄膜的方式十分有趣 因為 很簡 單 他們用膠帶黏住石墨薄片的 側 撕開膠帶 薄片也隨之 一分為二 斷重複這個過程 就可以得到越 越薄的石墨薄 片 而其中部分樣品即為僅由一層碳原子構成的單層石墨薄膜 2010 貝爾物 獎 貝爾物 獎 Nobel Physic Prize 到 到6 就獲獎創紀 就獲獎創紀 石墨烯 導電比矽快石墨烯 導電比矽快10倍倍 Graphene the perfect atomic lattice Andre Geim University of Manchester UK 安德 蓋姆生於1958 10月 現 51歲 Konstantin Novoselov University of Manchester UK 弗瑟 夫 生於1974 現 36歲 合報 記者 青霖 新竹市報導 貝爾得主 愛上你的研究 貝爾得主 愛上你的研究 2010 貝爾物 獎得主 墨瑟 夫 右 昨天上午拜會國科會主委 權 左 記者曾學仁 攝影36歲就拿下 貝爾物 學獎的 墨瑟 夫 昨天與清大師生座談 學生問他對青 學子有 麼建議 他 在學生 域 你們比 我 應給任何意 重要的是 對你研究的題目要有高 興趣 他以自己為 他 是在做科學 而是做興趣 雖然有些休閒活動 但 多時間待在實驗室 墨瑟 夫昨天談 石墨烯 物 與應用 座無虛席 清大在他未獲獎前就敲定時間 校長陳 俊笑稱 有先 之明 這是清大第一次在 貝爾獎得主獲獎前 就敲到演講 他 石墨烯是 角形蜂窩 排 的碳原子 所組成單原子厚 的薄膜 被認為是二維結構的材 多 物 學家認為 除非有其它支撐材 做基材 否則熱 學 允許任何二維晶體在有限溫 下獨 存在 他 假如將高定向熱解石墨的原子級多層結構 比喻成一本書 單層石墨烯就相當於書中的一張紙 2004 他與 曼徹斯特大學安德 蓋姆教授成功從高定向熱解石墨 將微米 m 尺寸單層石墨烯 用膠帶一層層分 出 震撼凝態物 界 他 石墨烯應用很廣 可製造合成物 增加合成物電性及物性 也因載子遷移 高 在半導體元件基板中 適合 做電晶體 未 太陽能電池與光電產業中的面板業 顯示器 Led等 都是很 的材 第一次 台 學生問他觀感 他 很喜歡台灣的食物 未 有機會還想再 記者陳幸萱 台 報導 國科會主委 權昨天會 今 貝爾物 獎得主 墨瑟 夫 Dr Konstantin Novoselov 詢問是否有可能在台灣設 第二研究 基地 墨瑟 夫表示需 謹慎考慮 墨瑟 夫將至新加坡設 實驗室 他指出新加坡的研究環境多樣化 有活 但和台灣相比 沒有那麼多學生想投 入科學研究 他 好的研究機構和團隊都是讓他 與新加坡研究的因素 電電 與大強子與大強子 質子質子 質子 質子 對撞機對撞機 的相對 故事的相對 故事 哈佛大學美 教授 莎 道哈佛大學美 教授 莎 道 神秘 神佛鬼魅就在第五空間 神秘 神佛鬼魅就在第五空間 The Large Hadron Collider should tell us more about the underlying nature of matter and how elementary particles acquire mass 座 在日內瓦郊區的 大強子對撞機 Large Hadron Collider 簡稱LHC 是科學家花 十四 耗資八十 億美元建造的 這部巨型 子加速器訂2008 五月完工 啟用 科學家希望 用它進 質子對撞實驗 製造出宇 宙 大霹靂 Big Bang 那一瞬間的 況 從而解開 宇宙誕生的奧秘 2008 9月10日啟動而這項實驗在啟 動9天後宣告失敗 大強子對撞器也在2009 10月重新 啟動 一 成果於2010 18日到22日在中央研究 院舉 全球LHC4大實驗研究團隊將提供眾多新的實驗 據 分析工具以及分析結果 分享LHC第一階段所蒐 集到的珍貴 據 11月初 ALICE實驗鉛 子對撞模實驗 將 時4個星期 並幫助人 瞭解宇宙大爆炸之後的物 質 態 英國物 學家霍 暢談他的新書 大計畫 Grand Design 產生的溫 會超過10萬億 是太陽中心溫 的100萬倍 2009 2010 USA 14 UK 3 China 2 Japan 2 Germany1 Isarel 1 Perue1 貝爾獎得主人 統計前16國家 1901 2010 貝爾獎得主人 統計前16國家 1901 2010 18 7 319 117 7 英語文 德語文 法語文 俄語文英語文 德語文 法語文 俄語文 鳥瞰現實世界的大環境鳥瞰現實世界的大環境 學發源地歐洲 學發源地歐洲 由希 為中由希 為中 心 發展出西方四大人文科學文明體系 心 發展出西方四大人文科學文明體系 方是斯 夫語 俄語 系 西 方偏西是 方是斯 夫語 俄語 系 西 方偏西是 科學科學 航空母艦 日爾曼語 德語 系 西方是藝術與 輯冠世的 航空母艦 日爾曼語 德語 系 西方是藝術與 輯冠世的 丁語系 丁語系 與與 法語系法語系 西 方則是可能融合世界的 西 方則是可能融合世界的 英語系英語系 俄語 系 經共產主義 俄語 系 經共產主義 時間 凍 能 時間 凍 能 的洗 其 經濟正重新出發 法語系道出 人文藝術與科學 對話 的 學 思 德語 系挺進 歐 成為世界 的洗 其 經濟正重新出發 法語系道出 人文藝術與科學 對話 的 學 思 德語 系挺進 歐 成為世界GNP最高 的福 國 而英語系則譜出一針 血的 最高 的福 國 而英語系則譜出一針 血的 動手做科學動手做科學 並與美國 手掀起 並與美國 手掀起 高能 高能 的第三次世界的第三次世界 反恐大戰反恐大戰 第 二次波斯灣戰爭與重建伊 克 第 二次波斯灣戰爭與重建伊 克 2 東西方科學影響力的比較東西方科學影響力的比較1 5年斜率年斜率 Resource NSC April 2003 資 源 國科會自然處2003 4月 Western countries Eastern countries Figure 1 Total Impact Number of SCI publications multipliedFigure 1 Total Impact Number of SCI publications multiplied by by Average number of citations per paper Total Number of Average number of citations per paper Total Number of Citations SCI Science Citation IndexCitations SCI Science Citation Index 台灣科學影響 的比較台灣科學影響 的比較1 1 斜 斜 台 台 101被杜拜被杜拜168給趕過給趕過 the world beating 168 story 一 發一 發2 2 skyscraper recorded as 828 發再發 meters tal Jan 4 2010起用 now 319 meters higher than previous skyscraping record holder Taipei 101 509 m 43 聖母 天主 與聖子 基督 的電 荷分 取材自 CHATSWORTH HOUSE 四成時間實驗室做實作化學的測 5 熟悉現行部頒99新高中數學 物理與化學的課程標準 設備標準 教材教法與評 量的實施方法與創新發展的企圖心 4 理解美國 英代爾國際科技展覽 ISEF 以科學的八股文 一 破題Introduction 二 起講 Statement of the problem 三 提比 Significance 四 虛比 Theoretical considerations or hypothesis 五 正比 Experimental results which support the theory or hypothesis proposed 六 反比 Negative findings that explain 七 小結 Discussions 八 大結 Summary and Conclusion 結合理論與實作的科學文化展覽評比標準 3 理解 國際化學奧林匹亞競賽 以六成理論成績與四成實作成績做為評量化學資 優生的標準 2 理解 理論 可以 實作 是化學資優教育的最高指導原則 1 理解化學是一門應用數學與物理學的實作科學 化學課程表現標準化學課程表現標準 1 19 鼓 化學教師用英語文教科學 而將華語文科學化 18 資優教育應多做少 以 低被培育的社會壓 與一般大眾的情緒反彈 17 理解並能在發散性化學領域命題評量示例中不應該有太多大多數人已知知識的概念 存在而且可以理解的國際共同溝通的英美語言文字 16 能在收斂式化學領域命題評量包含應該知道的特殊觀念和技巧是資優生所需要具備 的 可以量化的共同科學符號與文字 15 能善用上課 實作與書報討論並激發資優生將學習成果參加各種科技展覽會與各類 型科學奧林匹亞競賽 14 精熟並能善用各種收斂式 個別 如競賽 與發散性 團隊 如科展 的科學資優生評量方 法 13 精熟並列出一般學生應具備的化學觀念與技巧和課程綱要限制 評量時出題者使用一 個對多數學生來說 並不熟悉的已知知識概念 則其應該在問題中提供相關訊息給 學生知道 或者是在例題中提出相關概念告知所有人 12 能運用已知的知識和觀念來解決實作問題並了解自然與創新的現象 11 在實作化學的測 過程能以 教你去做 做給你看 帶著你做 看著 你做 讓你去做 五個循序漸進的標準程序做為實作化學施行步驟 化學課程表現標準化學課程表現標準 2 10 能把握住利用價廉物美分析化學的各種有效測 精 度與 準 度的玻璃器材與 光譜分析儀 34 科學世界 科學世界 人子人子 human 熱子熱子 thermos 電子電子 electrons 光子光子 photons Human dynamicsThermodynamics Electro dynamic Photo dynamics Q 子 子 10 n Brains 10 30 Boltzmans 10 2 Fermions 10 Bosons 人文世界 人文世界 人文世界人文世界 GATT WTO WTA 環境變遷與污染環境變遷與污染 Internet 與與 Impact 知 膽 知 膽 Creative and Vision 知 與經濟知 與經濟 人文世界與 科學世界 人文世界與 科學世界 可逆動 平衡性可逆動 平衡性 錢子錢子 Money Market Stock Sorotz 電子電子 e business Bill Gatz 人文人文 Economics 自然自然 Science Engineering and Technology 加成性加成性A B 相對性相對性A x B G 自由自由 火能火能 H 火含火含熱心熱心 T 常 常 S 火商火商民主民主 0 必然必然 k L n 偶然 偶然 西學華用基礎教育與學術進展 西學華用基礎教育與學術進展 三 空間三 空間 實體實體 火商火商 第四 空間 第四 空間 時間時間 焓焓 第五 空間哲學 第五 空間哲學 博士博士 Ph D 第 感 第 感 文藝創作文藝創作 宗教 宗教 昇華昇華 英國 劍橋800 美國 哈佛400 日本 東京150 台灣 台大80 英國 劍橋800 美國 哈佛400 日本 東京150 台灣 台大80 台師大台師大 0水母發光水母發光 自然自然 與發光棒與發光棒 人文社會人文社會 1的對話的對話 物 化學 地科 子化 生物 物 化學 地科 子化 生物 自然 自然 自然 自然 學 物 化學 地科 子化 生物 學 物 化學 地科 子化 生物 自然 自然 自然 自然 學 學 8 貳 我國學生的科 化 學文化特質 貳 我國學生的科 化 學文化特質 1 科學教育的偏頗 幾乎 做實驗 造成高中生最恨化學這一科 1 科學教育的偏頗 幾乎 做實驗 造成高中生最恨化學這一科 天下雜誌 2010 天下雜誌 2010教查教查中學生科學育大調 作者 中學生科學育大調 作者 天下雜誌天下雜誌 出處 出處 天下雜誌天下雜誌 460 期期 2010 11 相關 關鍵字 相關 關鍵字 劉謙劉謙 科學力科學力 2010教教育特刊育特刊 查查調調 數學數學 天下網站 2010天下網站 2010教教育特刊 科學力育特刊 科學力 作者 天下網路部 發表日期 2010 11 17 作者 天下網路部 發表日期 2010 11 17 產產值產產產產值產產科學 台灣業的根本 今年三大科學園區超過兩兆 代工台灣 走向業升級的關鍵 業創新 從科學 台灣業的根本 今年三大科學園區超過兩兆 代工台灣 走向業升級的關鍵 業創新 從 教教教教基礎科學開始 品格與生命育是讓台灣有更多德先生 科學育要讓台灣有更多賽先生 基礎科學開始 品格與生命育是讓台灣有更多德先生 科學育要讓台灣有更多賽先生 天下網站 2010天下網站 2010教教育特刊 科學力 育特刊 科學力 作者 天下網路部 發表日期 2010 11 17 作者 天下網路部 發表日期 2010 11 17 產產值產產產產值產產科學 台灣業的根本 今年三大科學園區超過兩兆 代工台灣 走向業升級的關鍵 業創新 從科學 台灣業的根本 今年三大科學園區超過兩兆 代工台灣 走向業升級的關鍵 業創新 從 教教教教基礎科學開始 品格與生命育是讓台灣有更多德先生 科學育要讓台灣有更多賽先生 基礎科學開始 品格與生命育是讓台灣有更多德先生 科學育要讓台灣有更多賽先生 天下雜誌 2010 天下雜誌 2010教查教查中學生科學育大調 中學生科學育大調 作者 天下雜誌 發表日期 2010 11 16 國中生最不喜歡的科學學科是 數學 高中生則最不喜歡 化學 近四成學生 都沒做過 科學實驗 作者 天下雜誌 發表日期 2010 11 16 國中生最不喜歡的科學學科是 數學 高中生則最不喜歡 化學 近四成學生 都沒做過 科學實驗 教教顯示台灣科學育實做太少 近七成的學生表示喜歡科學 卻有超過八成不想當科學家 顯示台灣科學育實做太少 近七成的學生表示喜歡科學 卻有超過八成不想當科學家 摘要 摘要 國中生最不喜歡的科學學科是 數學 高中生則最不喜歡 化學 近四成學生 都國中生最不喜歡的科學學科是 數學 高中生則最不喜歡 化學 近四成學生 都 教教沒做過 科學實驗 顯示台灣科學育實做太少 近七成的學生表示喜歡科學 卻有超過八 成不想當科學家 沒做過 科學實驗 顯示台灣科學育實做太少 近七成的學生表示喜歡科學 卻有超過八 成不想當科學家 查查數理科目讓不少學生很頭大 調指出 國中生最喜歡資訊 最討厭數學 高中生最愛數學 最恨化學 國高中生合計 將近四成的學生沒做過實驗 八成的學生搖頭 根本不想當科學家 數理科目讓不少學生很頭大 調指出 國中生最喜歡資訊 最討厭數學 高中生最愛數學 最恨化學 國高中生合計 將近四成的學生沒做過實驗 八成的學生搖頭 根本不想當科學家 份查份查這調由 天下雜誌 進行 有效樣本是兩千六百多位國中和高中生 這調由 天下雜誌 進行 有效樣本是兩千六百多位國中和高中生 強強六成七的國高中生對於科學有學習興趣 不過 在 態度 在 喜歡度 在 成就自 信 的選項當中 全部呈現男生比例高於女生 新世代的科學公民仍然反映 女生適合文法 商 男生應該選理工農 的刻板印象 各種科學的喜好度 國中生最喜歡資訊 最討厭數學 六成七的國高中生對於科學有學習興趣 不過 在 態度 在 喜歡度 在 成就自 信 的選項當中 全部呈現男生比例高於女生 新世代的科學公民仍然反映 女生適合文法 商 男生應該選理工農 的刻板印象 各種科學的喜好度 國中生最喜歡資訊 最討厭數學 查為教查為教高中生最喜歡數學 最討厭化學 調認 僵化的學和考試 讓原本有趣有用的科學變高中生最喜歡數學 最討厭化學 調認 僵化的學和考試 讓原本有趣有用的科學變 為為得沈悶無聊 多數國中生和高中生認這些科目太難了 還要背很多公式 提不起興趣 也得沈悶無聊 多數國中生和高中生認這些科目太難了 還要背很多公式 提不起興趣 也 為為難怪超過八成的學生不想當科學家 認科學家太偉大 太祟高 早早打消念頭 難怪超過八成的學生不想當科學家 認科學家太偉大 太祟高 早早打消念頭 天下雜誌 2010 中學生科學教育大調查 天下雜誌 2010 中學生科學教育大調查 今年 9今年 9舉舉月 在印尼行的 第四屆國際地球科學奧林匹亞競賽 傳來好消息 在 19 個國家 67 名參賽學生中 台灣代表隊的四名高中生共獲得三金一銀 國際排名榮登世界第一 近年台灣學 月 在印尼行的 第四屆國際地球科學奧林匹亞競賽 傳來好消息 在 19 個國家 67 名參賽學生中 台灣代表隊的四名高中生共獲得三金一銀 國際排名榮登世界第一 近年台灣學 真教真教生不斷在國際科學競賽奪牌 亮眼的成績 技驚全球 但是 台灣的稱得上是科學育的贏家生不斷在國際科學競賽奪牌 亮眼的成績 技驚全球 但是 台灣的稱得上是科學育的贏家 9 嗎嗎 和過去世代相比 現在的中學生擁有更多元的管道接觸科學 但這群 科學公民 究竟是如 何看待自己的學習經驗呢 和過去世代相比 現在的中學生擁有更多元的管道接觸科學 但這群 科學公民 究竟是如 何看待自己的學習經驗呢 對科學普遍有好感 但性別差異仍明顯 對科學普遍有好感 但性別差異仍明顯 教查份教查份 天下雜誌 首次針對台灣國 高中生進行 科學育大調 總計回收二六五四有效問卷 回收率達八三 整體而言 國 高中生對科學具有學習興趣的比例佔六七 四 這顯示 在 多數學生眼中 科學不是冷冰冰 讓人覺得疏離的學習領域 交叉分析後發現 學生對於科學學 習的 興趣 與 自信 都存在著一定程度的 性別落差 首先是關於學習興趣的態度方面 天下雜誌 首次針對台灣國 高中生進行 科學育大調 總計回收二六五四有效問卷 回收率達八三 整體而言 國 高中生對科學具有學習興趣的比例佔六七 四 這顯示 在 多數學生眼中 科學不是冷冰冰 讓人覺得疏離的學習領域 交叉分析後發現 學生對於科學學 習的 興趣 與 自信 都存在著一定程度的 性別落差 首先是關於學習興趣的態度方面 為為為為男生對於科學學習抱持正面態度的比例七五 九 高於總體表現 女生則五九 四 男生對於科學學習抱持正面態度的比例七五 九 高於總體表現 女生則五九 四 強強為強強為其次則是喜愛科學的度差異 在測量度最高的 非常喜歡 科學 這個選項上 整體一 一 但男同學偏高 佔了一六 相較之下 女同學卻僅達七 左右 換言之 雖然多數男 其次則是喜愛科學的度差異 在測量度最高的 非常喜歡 科學 這個選項上 整體一 一 但男同學偏高 佔了一六 相較之下 女同學卻僅達七 左右 換言之 雖然多數男 強強女同學都對科學學習的總體態度偏正向 但在興趣的度測量上 男性仍明顯高於女性 第三則是 成就自信 的性別差異 當請學生自評與同儕的數學能力比較時 男同學在 非常有 女同學都對科學學習的總體態度偏正向 但在興趣的度測量上 男性仍明顯高於女性 第三則是 成就自信 的性別差異 當請學生自評與同儕的數學能力比較時 男同學在 非常有 強強自信 這個最高度的指標自信 這個最高度的指標份份裡 佔了九 九 但女同學卻僅三 一 理化部的結果也一樣 男同學對自己 非常有自信 這個選項上 也以八 二 領先女性的二 四 裡 佔了九 九 但女同學卻僅三 一 理化部的結果也一樣 男同學對自己 非常有自信 這個選項上 也以八 二 領先女性的二 四 查強查強從調結果可看出 男學生對於科學學習存在著 較高的動機與較的自信 傾向 而女學生則 相對顯得較低 較弱 這符合傳統女生適合文法商 男生應該選理工農的刻板印象 未來的 科 學公民 顯然還沒有徹底擺脫這樣的窠臼 從調結果可看出 男學生對於科學學習存在著 較高的動機與較的自信 傾向 而女學生則 相對顯得較低 較弱 這符合傳統女生適合文法商 男生應該選理工農的刻板印象 未來的 科 學公民 顯然還沒有徹底擺脫這樣的窠臼 接觸科學知識的管道變多 但缺乏主動性 接觸科學知識的管道變多 但缺乏主動性 查查和過去相比 現在學生接觸科學知識的管道比以前更多 更廣 調顯示 學校老師 仍是學 生接觸科學知識的最主要管道 佔整體學生的八三 電視 與 網路 緊接其後 各佔約六 七 至於 課外科學讀物 則是五四 再來才是 科博館 家庭 科學營 則敬陪 和過去相比 現在學生接觸科學知識的管道比以前更多 更廣 調顯示 學校老師 仍是學 生接觸科學知識的最主要管道 佔整體學生的八三 電視 與 網路 緊接其後 各佔約六 七 至於 課外科學讀物 則是五四 再來才是 科博館 家庭 科學營 則敬陪 教教末座 僅佔一二 二 見表一 學校與電視 網路 各自代表了正式育與非正式接觸科普 知識的最直接管道 末座 僅佔一二 二 見表一 學校與電視 網路 各自代表了正式育與非正式接觸科普 知識的最直接管道 10 查教查教此次調也發現 國 高中學生 除了科書外 約有四五 五 的學生 不太閱讀 科學相關 書籍 同時更有二三 二 的學生回答 很少閱讀 見表二 這顯示兩個隱憂 一是網路 此次調也發現 國 高中學生 除了科書外 約有四五 五 的學生 不太閱讀 科學相關 書籍 同時更有二三 二 的學生回答 很少閱讀 見表二 這顯示兩個隱憂 一是網路 偽偽電視扮演科學資訊提供者 如果未經過濾 驗證 則多元管道可能導致 科學 與 科學 的電視扮演科學資訊提供者 如果未經過濾 驗證 則多元管道可能導致 科學 與 科學 的 真真假莫辨 二是雖然接觸科學知識的管道便多 但中學生主動去閱讀科學相關書籍的比例仍不高 假莫辨 二是雖然接觸科學知識的管道便多 但中學生主動去閱讀科學相關書籍的比例仍不高 國中生 最愛資訊 愛討厭數學 高中生則最愛數學 最討厭化學 國中生 最愛資訊 愛討厭數學 高中生則最愛數學 最討厭化學 教教教教在學校育裡 科學 分科施 學生對於不同科目的學習興趣如何 在國中生方面 將近三成在學校育裡 科學 分科施 學生對於不同科目的學習興趣如何 在國中生方面 將近三成 為為的學生認 資訊 是最受歡迎的科目 最不喜歡的科目 第一名是數學 有三五 八 的學 生表示數學最令他們頭痛 提不起興趣 高中生則最喜愛數學 最討厭的科目前兩名分別是 物 的學生認 資訊 是最受歡迎的科目 最不喜歡的科目 第一名是數學 有三五 八 的學 生表示數學最令他們頭痛 提不起興趣 高中生則最喜愛數學 最討厭的科目前兩名分別是 物 教教理 與 化學 僵化的學和考試模式 使得原本有趣有用的科學 變得沉悶無聊 理 與 化學 僵化的學和考試模式 使得原本有趣有用的科學 變得沉悶無聊 教為教為科學育仍以書本傳授主 缺乏動手做 科學育仍以書本傳授主 缺乏動手做 教研教研如何讓學生喜愛科學育 的 學生基礎素養國際究計劃 主張應該讓學生如何讓學生喜愛科學育 的 學生基礎素養國際究計劃 主張應該讓學生 查查能把科學知識運用於實際生活 而不只是書本知識的單向傳授 此次 天下雜誌 調卻發現 整體學生竟有高達三九 的比例 都沒做過 科學實驗 每週低於一次 的比例也還有三七 一 見表三 與學生的期待相比 高達四五 五 的學生希望平均 每週做一到兩次 實驗 能把科學知識運用於實際生活 而不只是書本